Carrousel氧化溝城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計

1、摘 要本次畢業(yè)設(shè)計是以相關(guān)的資料為依據(jù),設(shè)計一座城鎮(zhèn)污水處理廠.其日處理量近期為10萬立方米。由于城市污水的主要成分為有機物,所以本次設(shè)計采用了氧化溝工藝. 主要任務(wù)是工藝流程選擇及構(gòu)筑物設(shè)計和計算。該污水處理廠的污水處理流程為：污水經(jīng)過粗格柵，由泵房提升后流過細格柵，進入沉砂池，再進入氧化溝，二沉池，最后排入江河。在完成污水和污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算后,根據(jù)平面布置的原則,綜合考慮各方面因素進行了污水廠的平面布置。據(jù)污水的流量對連接各構(gòu)筑物的管渠進行了選徑、確定流速以及水力坡降,然后進行了水力損失計算。據(jù)水力損失計算對污水和污泥高程進行了計算和布置。在最后階段完成對平面圖、高程圖及各種主要的

2、構(gòu)筑物的繪制。關(guān)鍵詞：污水處理；Carrousel氧化溝；脫氮除磷；污泥濃縮AbstractThis graduation project is take the related material as the basis, designs a town sewage treatment plant. Its day process load in the near future will be 100,000 cubic meters. Because the city sewage principal constituent is an organic matter, therefore

3、this design has used the oxidation ditch craft. The main task is the selections of process flow and the designs and calculation constructions used in process flow.The process of the sewage treatment plant: sewage come across the coarse grille, sewage was lifted up by pump and flow by thin- case- bar

4、 , and then it enters the laminar flow sand pool, oxidation ditch, secondary sedimentation tank, finally The water falls out through a pipe a long way out to river. After finishing calculation of design, according to principle of laying, consider the factors synthetically to confirm the place of the

5、 sewage factory. According to flow volume of sewage we can select the foot-path , confirm the velocity of flow and water conservancy slope , then calculate water conservancy losses.In the end, Floor plan, profile in elevation and the other mainly structures drawing must finished.Key words：water trea

6、tment; Carrousel oxidation ditch; Phosphorus Sewage and Nitrogen; Sludge concentratio目 錄摘 要1Abstract2第一章 設(shè)計概論51.1 設(shè)計依據(jù)和設(shè)計任務(wù)51.1.1 原始依據(jù)51.1.2 設(shè)計內(nèi)容和要求51.1.3 設(shè)計目的61.2 進出水水質(zhì)6第二章 工藝流程的確定72.1 城市污水處理發(fā)展和現(xiàn)狀72.1.1 目前存在的問題72.1.2 今后的發(fā)展趨勢82.2 污水生物處理方法比較82.3 工藝流程的確定132.3.1 工藝流程132.3.2 污水處理部分142.3.2 污泥處理部分152.4 物料

7、衡算17第三章 污水處理系統(tǒng)183.1 粗格柵183.2 污水提升泵房203.3 細格柵213.4 沉砂池223.5 均質(zhì)池243.6 氧化溝253.7 配水井303.8 二沉池313.9 接觸消毒池333.10 加氯間343.11 污泥回流泵房34第四章 污泥處理系統(tǒng)354.1 設(shè)計參數(shù)354.2 污泥濃縮池364.3 貯泥池384.4 污泥穩(wěn)定394.5 脫水機房394.6 污泥的最終處置404.7 附屬構(gòu)建筑物404.8 主要構(gòu)建筑物和設(shè)備一覽表40第五章 污水處理廠總體布置435.1 污水廠廠址選擇435.2 污水廠平面布置435.3 污水廠高程布置44第六章 運行與管理476.1 生

8、產(chǎn)組織476.2 勞動定員476.3 人員培訓(xùn)47第七章 工程技術(shù)經(jīng)濟分析487.1 土建費用及主要設(shè)備材料費用487.2 運行費用計算497.3 工資福利開支497.4 生產(chǎn)用水水費開支507.5 污泥外運費用507.6 維護維修費507.7 管理費用507.8 運行成本核算50第八章 環(huán)境保護 、建筑防火和職業(yè)安全防護518.1 環(huán)境保護518.2 建筑防火518.3 職業(yè)安全防護51結(jié) 語52致 謝53參考文獻54第一章 設(shè)計概論1.1 設(shè)計依據(jù)和設(shè)計任務(wù) 原始依據(jù)1.設(shè)計題目: Carrousel氧化溝城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計2.設(shè)計基礎(chǔ)資料：原始數(shù)據(jù): Q=100000m3/d進水水質(zhì)：

9、 BOD5=190mg/l CODcr =380mg/l SS=238mg/l NH3-N=49mg/l TP=4.9 mg/l出水水質(zhì)： BOD520mg/l COD40mg/l SS20mg/l NH3-N10mg/l TP=0.5 mg/l 設(shè)計內(nèi)容和要求 a)根據(jù)以上水量水質(zhì)條件和設(shè)計資料，設(shè)計二級污水處理廠一座。要求該污水處理廠生物處理工藝采用Carrousel氧化溝技術(shù)，處理水質(zhì)達到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)(DB 44/26-2001)一級標(biāo)準(zhǔn)排放要求。 b)完成一套完整的設(shè)計計算說明書，說明書應(yīng)包括：（1）設(shè)計任務(wù)；（2）設(shè)計資料；（3）設(shè)計流量、處理效率等計算；（4）污水、污泥處理流程確

10、定及設(shè)計方案對比論證。包括處理流程的闡述，主要處理構(gòu)筑物的選型及理由，繪出工藝流程示意圖；（5）處理構(gòu)筑物設(shè)計計算，包括設(shè)計流量計算、參數(shù)選擇、計算過程、計算草圖；（6）廠區(qū)總平面布置說明；（7）處理構(gòu)筑物一覽表：名稱、型式(型號)、主要尺寸、數(shù)量、參數(shù)；（8）輔助建筑物一覽表：名稱、面積、尺寸；（9）污水處理工程建設(shè)的技術(shù)經(jīng)濟初步分析等。c)設(shè)計圖紙內(nèi)容：（1）總平面布置圖1張(1號圖紙)； 包括處理構(gòu)筑物、附屬構(gòu)筑物、配水、集水構(gòu)筑物、污水污泥管渠、回流管渠、廠內(nèi)給水、污水管線、道路、綠化、圖例、構(gòu)筑物一覽表、說明等。（2）高程配置圖1張； 即污水處理高程縱剖面圖，包括構(gòu)筑物標(biāo)高、水面標(biāo)高

11、、地面標(biāo)高、構(gòu)筑物名稱。（3）主要處理構(gòu)筑物圖34張。d)完成與設(shè)計題目有關(guān)的英文翻譯1篇（不少于2000漢字）。外文資料的選擇在教師指導(dǎo)下進行，要與城市污水Carrousel氧化溝處理技術(shù)緊密聯(lián)系，嚴(yán)禁抄襲有中文譯本的外文資料。 e)按照學(xué)校要求完成畢業(yè)設(shè)計文件。 設(shè)計目的 水是一種寶貴的自然資源，是自然界的基本要素，也是人類和一切生物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。雖然地球上水的儲量很大，但是，人類能直接取用的河、湖淡水資源卻十分有限。隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人口的增長，污水的排放量迅速增加，且處理率低，大量污水直接排入天然水體造成了嚴(yán)重的水體污染，據(jù)統(tǒng)計已有超過80%的河流受到不同程度的污染。因此加快污水

12、處理工程的建設(shè)，提高污水處理率，保護有限的水資源，已經(jīng)成為我國環(huán)境保護工作的緊迫任務(wù)。通過對城市污水處理廠處理工藝的選擇、設(shè)計，可以培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生利用所學(xué)到的水污染控制理論，系統(tǒng)的掌握污水處理方案比較、優(yōu)化，各主要構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計與參數(shù)計算的能力。1.2 進出水水質(zhì) 處理水質(zhì)達到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)(DB 44/26-2001)一級標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)排水要求和進水水質(zhì)，計算去除率如表 1.1。表 1.1 水質(zhì)處理效率計算序號基本控制項目廣東省一級標(biāo)準(zhǔn)進水水質(zhì)去除率1COD4038089.5%2BOD52019089.5%3SS2023891.6%4NH3-N104979.65TP0.54.989.8注：

13、1取溫水12的控制指標(biāo)8,水溫12的控制指標(biāo)15第二章 工藝流程的確定2.1 城市污水處理的發(fā)展和現(xiàn)狀經(jīng)濟發(fā)達國家水污染防治從20世紀(jì)60年代的末端治理到20世紀(jì)70年代的防治結(jié)合，20世紀(jì)80年代的集中治理到20世紀(jì)90年代的清潔生產(chǎn)，不斷更新處理工藝技術(shù)、設(shè)施及設(shè)備。近年來，隨著可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟理念的推廣，工業(yè)文明時代正被人們有意識地轉(zhuǎn)向環(huán)境文明時代，生態(tài)環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)在日益提高。相應(yīng)的污水處理標(biāo)準(zhǔn)也在逐步提高，因此，污水處理的節(jié)能降耗和系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運轉(zhuǎn)成為各國科學(xué)技術(shù)工作者研究的重點。從世界范圍來看，目前對城市污水處理及工業(yè)重點污染行業(yè)石油、造紙、紡織印染、化工、焦化、食品、制藥、農(nóng)藥

14、等廢水的治理大多采用生物處理工藝。因此，先進的污水生物處理技術(shù)對水污染控制十分重要。自1914年英國曼徹斯特活性污泥法處理技術(shù)問世以來，一直被世界各國廣泛采用，目前發(fā)達國家已普及了二級生物處理。但由于活性污泥法存在著流程負載，投資大，能耗高，運行管理繁瑣等缺點，各國科學(xué)技術(shù)工作者對該技術(shù)不斷進行改造和發(fā)展。污水處理是一門綜合性技術(shù)，與其他學(xué)科的發(fā)展息息相關(guān)。目前，先進的自動控制、測量技術(shù)和高效能的設(shè)備及構(gòu)筑物為人們給需要的菌群提供適宜的條件打下了堅實的基礎(chǔ)。隨著近代生物學(xué)的發(fā)展以及人們對生物技術(shù)的掌握，不同菌群的生物學(xué)特性日益為人們所熟悉。污水處理技術(shù)由以單純工藝改革向著以生物特性研究、促進工

15、藝改革的方向發(fā)展，以達到高效低耗。生活污水和工業(yè)廢水脫氮除磷是我國需要緊迫解決的問題，目前發(fā)展趨勢為多種技術(shù)組合為一體的新技術(shù)、新工藝，如同步脫氮除磷好氧顆粒污泥技術(shù)、電-生物耦合技術(shù)、吸附-生物再生工藝以及利用光、聲、電與高效生物處理技術(shù)相結(jié)合處理高濃度有毒有害難降解有機廢水的新型物化-生物處理組合工藝技術(shù)，如光催化氧化-生物處理新技術(shù)、超聲波預(yù)處理-高效生物處理技術(shù)、電化學(xué)高級氧化-高效生物處理技術(shù)等。這些工藝與設(shè)備結(jié)合正在向模塊化方向發(fā)展。1 目前存在的問題 a)污水處理廠建設(shè)資金的短缺 b)污水處理廠運行經(jīng)費不能到位 c)進口設(shè)備的維修及設(shè)備備件的開發(fā) d)污水處理工藝選擇有一陣風(fēng)的現(xiàn)

16、象，不結(jié)合本地區(qū)的實際情況選熱門藝 e)污水處理后的再生水得不到充分的利用 f)污泥沒有真正達到無害化，沒有最終處置的途徑 g)污水處理廠沒有除臭裝置 今后的發(fā)展趨勢 a) 經(jīng)濟發(fā)展與污水處理事業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展 b) 扶植國內(nèi)環(huán)保產(chǎn)業(yè)（污水處理行業(yè)）的發(fā)展 c) 多方籌資加速污水處理廠的建設(shè)，以最短的時間控制、治理已造成污染的水環(huán)境 d)改變污水處理行業(yè)的運營機制，由事業(yè)型向企業(yè)經(jīng)營型轉(zhuǎn)變 e) 加強污水處理工藝選擇機制，為各地區(qū)污水處理廠建設(shè)的工藝審查把關(guān) f)政府應(yīng)給予污水處理行業(yè)優(yōu)惠的政策 g)再生水回用 h)加大宣傳力度，提高全民水的憂患意識2.2 污水處理中生物方法的比較 2.2.1國內(nèi)外

17、城市污水處理的流行工藝國內(nèi)外城市污水處理工藝大致可分為兩大類：活性污泥法、生物膜法。標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法作為脫氮的主要工藝包含了幾種不同溶解氧濃度下的反應(yīng)，或者是僅僅一種反應(yīng)在交互交互式的好氧/缺氧階段作用下，在非常規(guī)情況下，氧含量通常被控制在硝化和反硝化細菌共存的濃度上，這證明了反硝化作用能發(fā)生在有氧的條件下進行，硝化作用也能在低溶解氧條件下進行，然而，在非常規(guī)作用下氮的損失總是引起關(guān)注，這種同時發(fā)生硝化和反硝化作用的現(xiàn)象在許多領(lǐng)域都可以觀察到，甚至從實驗室到田地里水生植物。22.2.2活性污泥法針對城市污水處理的要求，當(dāng)前流行的污水處理工藝有：AB法、SBR法、氧化溝法、普通曝氣法，A2/O法、

18、A/O 法、UNITANK等，這幾種工藝都是從活性污泥法派生出來的，且各有其特點。2.2.1.1 AB法(AdsorptionBiooxidation) AB法污水處理工藝，系吸附-生物降解（AdsorptionBiodegration）工藝的簡稱。是德國亞琛工業(yè)大學(xué)賓克（Bohnke）教授于70年代中期開創(chuàng)的。從80年代開始用于實踐。由于該工藝具有一系列獨特的特征，受到污水處理專家的重視。3該工藝對曝氣池按高、低負荷分二級供氧，A級負荷高，曝氣時間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負荷2.5kgBOD/(kgMLSSd)以上，池容積負荷6kgBOD/(m3d)以上；B級負荷低，污泥齡較長。A級與B級間設(shè)

19、中間沉淀池。二級池子F/M(污染物量與微生物量之比)不同，形成不同的微生物群體。AB法盡管有節(jié)能的優(yōu)點，但不適合低濃度水質(zhì)，A級和B級亦可分期建設(shè)。2.2.1.2 SBR法(Sequencing Batch Reactor)SBR法早在20世紀(jì)初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個或三個池子構(gòu)成一組，輪流運轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開發(fā)出一些連續(xù)進水連續(xù)出水的改良性SBR工藝，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點是工藝簡單，由于只有一個反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池

20、，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負荷且運行方式靈活，可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實現(xiàn)除磷脫氮的目的。當(dāng)序批式活性污泥系統(tǒng)工作時，單個反應(yīng)器就可以實現(xiàn)硝化、反硝化和除磷過程。和標(biāo)準(zhǔn)活性污泥系統(tǒng)相比，序批式活性污泥系統(tǒng)有很多優(yōu)勢，如:運行費用較低、脫氮除磷效率高、污泥膨脹少等。另外，處理階段的先后順序可以適用于各種處理方法。例如：當(dāng)營養(yǎng)物生物去除（BNR）工藝對處理階段順序進行如下調(diào)整時，工藝已經(jīng)可以非常成功地被使用；對填充物、填料、厭氧段、缺氧段、好氧段、空閑段等進行安排，使每一段維持特定的時間。為了促進傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)聚磷微生物的生長，厭氧-好氧的次序和厭氧

21、段中脂肪酸短鏈的存在性都有要求。在厭氧條件下，聚磷菌通過它們的細胞膜吸收利用細胞內(nèi)聚磷水解釋放的能量，將脂肪酸轉(zhuǎn)化為醋酸。然后再轉(zhuǎn)化為植物血凝素和糖類。在厭氧條件下，磷的釋放與有機物的存貯有關(guān)。在好氧條件下，糖類被用作細胞生長和聚磷的能量源。當(dāng)磷的聚集量超過細胞正常生長所需要的量或者生物量過剩時，普遍認為生物除磷能力會提高。因為在基質(zhì)可以被除磷生物體利用之前，反硝化菌消耗了一部分基質(zhì)，所以反硝化作用使生物除磷過程更加復(fù)雜。這就限制了該系統(tǒng)的除磷作用。因此，氮的轉(zhuǎn)化抑制了厭氧區(qū)磷的釋放。根據(jù)最近的研究表明，一些除磷微生物可以利用硝酸鹽代替氧氣和好氧嗜磷菌之類作為電子受體。減少磷釋放的一個可能原因

22、是反硝化細菌吸收硝酸鹽的同時對磷酸鹽進行積累。如果聚磷菌完全不同于反硝化菌，它們對有機基質(zhì)的爭奪將會造成脫氮能力的下降。對于標(biāo)準(zhǔn)的生物除磷系統(tǒng)來說，像硝酸鹽或氧氣這樣的電子受體，電子供體（COD）都包含在厭氧階段中。在實踐中，生物除磷通常和脫氮同時進行。因此，這很容易將硝酸鹽引入?yún)捬醵?。厭氧區(qū)中磷的釋放要么在無氧條件下利用硝酸鹽作為最終電子受體，要么在有氧條件下利用溶解氧作為最終電子受體。CAomeau報道說,當(dāng)回流污泥硝酸鹽濃度小于5毫克/升時，磷在厭氧階段可以被釋放。PH值的變化通?？梢詾槌掷m(xù)生物反應(yīng)提供了一個很好的指示。監(jiān)測序批式活性污泥法系統(tǒng)營養(yǎng)物去除PH值的分布將可以提供處理工藝的優(yōu)

23、化方法。4因為每個池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來說并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠 。2.2.1.3氧化溝法(Oxidation Ditch)如同活性污泥法一樣，自從第一座氧化溝問世以來，至今氧化溝工藝演變出了許多變形工藝方法及配套設(shè)備。根據(jù)氧化溝構(gòu)造和運行特征，并根據(jù)不同的發(fā)明者和專利情況可分為以下幾種有代表性的類型。氧化溝是需要較長時間的污泥生物處理法的積極改進，同時也實現(xiàn)部分的脫氮作用，氧化溝法最大的優(yōu)勢就是實現(xiàn)了脫氮作用在較簡單的操作和較低的運行成本上，在過去的兩個十年，超過一百個它們被建造在市政污水處理上。a

24、) 卡魯塞爾氧化溝應(yīng)用立式低速表面曝氣器供氧并推動水流前進，由荷蘭Carrousel發(fā)明，該發(fā)明人為DHV（Dars-Heederik-Verhey）技術(shù)咨詢公司雇員，開發(fā)這種氧化溝的，目的是尋求渠道更深的氧化溝和效率更高、機械性能更好的系統(tǒng)設(shè)備，以彌補當(dāng)時氧化溝的占地面積大等缺點。目前為了適應(yīng)脫磷脫氮的要求，又開發(fā)了卡魯塞爾2000等類型的氧化溝。b) 交替工作式氧化溝早期是丹麥Krger公司開發(fā)的工藝流程，目前該公司被法國OTV公司兼并，稱為OTV-Krger公司。在國外采用的形式主要是雙溝（D）式氧化溝，即雙溝交替在好氧和沉淀的狀態(tài)下工作，以免除分離式的二次沉淀池，并可完成硝化與反硝化過

25、程。由于雙溝式氧化溝的設(shè)備閑置率高（利用率50% ）,所以該公司為了占領(lǐng)發(fā)展中國市場，又開發(fā)了三溝式（T型）氧化溝，提高了設(shè)備利用率（58.3%）。c) 奧貝爾氧化溝由多個同心的環(huán)形溝渠組成，廢水從外溝依次流入內(nèi)溝，曝氣設(shè)備采用曝氣轉(zhuǎn)盤，各溝有機物和溶解氧濃度均不相同，因此可以實現(xiàn)脫氮除磷的目的。這種類型氧化溝在美國應(yīng)用較多。d) 一體化氧化溝氧化溝和二沉池合建為一體的氧化溝稱為一體化氧化溝，可省去污泥回流系統(tǒng)，基建投資較省。e) 微孔曝氣氧化溝由廣東省環(huán)境工程裝備總公司發(fā)明的微孔曝氣氧化溝（專利號ZL00227846.4）,采用微孔曝氣，具有工藝先進、出水水質(zhì)穩(wěn)定、占地少、節(jié)能等特點。f)

26、其他類型氧化溝如射流曝氣（JAC）氧化溝、U-型氧化溝等。5氧化溝一般不設(shè)初沉池，負荷低，耐沖擊，污泥少。建設(shè)費用及電耗視采用的溝型而變，如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中，再引進微孔曝氣，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和動力效率達2.53.0 kgO2/(kWh)。2.2.1.4普通曝氣法及其變法本工藝出現(xiàn)最早，至今仍有較強的生命力。普曝法處理效果好，經(jīng)驗多，可適應(yīng)大的污水量，對于大廠可集中建污泥消化池，所產(chǎn)生沼氣可作能源利用。傳統(tǒng)普曝法的不足之處是只能作為常規(guī)二級處理，不具備脫氮除磷功能。近幾年在工程實踐中，通過降低普通曝氣池容積負荷，可以達到脫氮的目的；在普曝池前設(shè)置厭氧區(qū)，可以除

27、磷，亦可用化學(xué)法除磷。采用普通曝氣法去除BOD5，在池型上有多種形式(如下文所述的氧化溝)，工程上稱為普通曝氣法的變法，亦可統(tǒng)稱為普通曝氣法。2.2.1.5 A2/O法（AnaerobicAnoxicoxic）由于對城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國內(nèi)10年前開發(fā)此厭氧缺氧好氧組成的工藝。利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水，是一種深度二級處理工藝。A/A/O法的可同步除磷脫氮機制由兩部分組成：一是除磷，污水中的磷在厭氧狀態(tài)下(DO0.3mg/L)，釋放出聚磷菌，在好氧狀況下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮，缺氧段要控制DO12.5)，BOD/TKN為1.53.5，

28、COD/TP為3060，BOD/TP為1640(一般應(yīng)20)。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD為主，則可用A/O工藝。62.2.1.6 UNITANK工藝 它和類似的TCBS工藝、MSBR工藝一樣，都是SBR法新的變型和發(fā)展。它集“序批法”、“普通曝氣池法”及“三溝式氧化溝法”的優(yōu)點，克服了“序批法”間歇進水、“三溝式氧化溝法”占地面積大、“普通曝氣池法”設(shè)備多的缺點。典型的UNITANK工藝是三個水池，三池之間水力連通，每池都設(shè)有曝氣系統(tǒng)，外側(cè)的兩池設(shè)有出水堰及污泥排放口，它們交替作為曝氣池和沉淀池。污水可以進入三池中的任意一個，采用連續(xù)進水、周期交替運行。在

29、自動控制下使各池處在好氧、缺氧及厭氧狀態(tài)，以完成有機物和氮磷的去除。UNITANK工藝由比利時Seghers公司首先建在我國的澳門特區(qū)，該廠污水處理量140km3/d(不下雨時平均處理水量為70km3/d)，池型封閉，設(shè)計采用的容積負荷為0.58kgBOD/(m3d)，總的反應(yīng)池體積為46800m3，曝氣池水力停留時間為8h，出水的BOD5、SS20mg/L。這類一體化工藝是傳統(tǒng)活性污泥工藝的變形，可以采用活性污泥工藝的設(shè)計方法對不同的污染物加以去除，其負荷一般在0.050.10 kgBOD5/(kgMLSSd)（考慮硝化），硝化率視污水溫度而異。而要求污泥穩(wěn)定化，其污泥負荷和污泥齡要遠遠超過

30、硝化時的數(shù)值。容積利用率低是此類一體化工藝共同的主要問題，就是說在一個較長停留時間的曝氣系統(tǒng)內(nèi)，有50%左右的池容用于沉淀。7UNITANK工藝的成功與否有賴于系統(tǒng)采用穩(wěn)定可靠的儀表及設(shè)備，因此引進技術(shù)，消化、吸收和開發(fā)先進的自控系統(tǒng)是應(yīng)用此工藝的關(guān)鍵問題。一般認為，UNITANK工藝不太適用于大型(100km3/d)的城市污水處理廠。2.2.2生物膜法生物膜法主要是指曝氣生物濾池，它實質(zhì)上是常說的生物接觸氧化池，相當(dāng)于在曝氣池中添加供微生物棲附的填(濾)料，在填料下鼓氣，是具有活性污泥特點的生物膜法。曝氣生物濾池(BAF)70年代末起源于歐洲大陸，已發(fā)展為法、英等國設(shè)備制造公司的技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)

31、品。由于選用的填料不同，以及是否有脫氮要求，設(shè)計的工藝參數(shù)是不同的，如要求處理出水BOD5、SS20mg/L，去除BOD5達90%以上的工藝，其容積負荷為0.73.0 kgBOD5/(m3d)，水力停留時間12h；以硝化(90%以上)為主的工藝，其容積負荷為0.52.0kgBOD5/(m3d)，水力停留時間23h。一般認為，生物膜法處理城市污水，在國內(nèi)尚需積累經(jīng)驗，處理規(guī)模不宜過大，約50km3/d左右為宜。國外(主要在歐洲)處理水量有達到360km3/d的，這與其填料材質(zhì)、自控手段和先進的反沖洗裝置有關(guān)，也與其有長期積累的運行 管理經(jīng)驗有關(guān)。8 氧化溝的選擇 a) 選擇目前應(yīng)用較為廣泛的氧化

32、溝類型包括：帕斯韋爾（Pasveer）氧化溝、奧貝爾（Orbal）氧化溝、三溝式氧化溝（T型氧化溝）、卡魯塞爾（Carrousel）氧化溝 、DE型氧化溝和一體化氧化溝。這些氧化溝由于在結(jié)構(gòu)和運行上存在差異，因此各具特點。帕式(Passveer)簡稱單溝式，表面曝氣采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深一般在2.53.5m，轉(zhuǎn)刷動力效率1.61.8kgO/(kWh)。Orbal氧化溝，即“0、1、2”工藝，由內(nèi)到外分別形成厭氧、缺氧、和好氧三個區(qū)域，采用轉(zhuǎn)碟曝氣。由于從內(nèi)溝(好氧區(qū))到中溝(缺氧區(qū))之間沒有回流設(shè)施，所以總的脫氮效率較差。在厭氧區(qū)采用表面攪拌設(shè)備，不可避免的帶入相當(dāng)數(shù)量的溶解氧，使得除磷效率較差。

33、 三溝式氧化溝(T型氧化溝)，此種型式由簡單，處理效果不錯，但其采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深淺，占地面積大，復(fù)雜的三池組成，中間作曝氣池，左右兩池兼作沉淀池和曝氣池。T型氧化溝構(gòu)造控制儀表增加了運行管理的難度。不設(shè)厭氧池，不具備除磷功能。Carrousel氧化溝系統(tǒng)是1967年由荷蘭的DHV公司開發(fā)研制的。為了滿足越來越嚴(yán)格的水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)，Carrousel氧化溝 已在原有基礎(chǔ)上開發(fā)出新的設(shè)計，實現(xiàn)了新的功能。這些新的Carrousel氧化溝提高了處理效率、降低了運行能耗、改進了活性污泥性能并實現(xiàn)了脫氮除磷。在污水脫氮除磷的工藝設(shè)計中必須具備厭氧、缺氧、好氧3個基本條件，但是在實施過程中由于所需的處理構(gòu)

34、筑物多、污泥回流量大，從而造成投資大、能耗多、運行管理復(fù)雜。而卡魯塞爾氧化溝將厭氧、缺氧、好氧過程集中在一個池內(nèi)完成，各部分用隔墻分開自成體系，但彼此又有聯(lián)系。該工藝充分利用污水在氧化溝內(nèi)循環(huán)流動的特性，把好氧區(qū)和缺氧區(qū)有機結(jié)合起來，實現(xiàn)無動力回流，節(jié)省了去除硝酸鹽氮所需混合液回流的能量消耗。Carrousel氧化溝由于具有良好的出磷脫氮能力、抗沖擊負荷能力和運行管理方便等優(yōu)點，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。所以這里我們也將選擇卡魯塞爾氧化溝作為生物處理工藝。 b) Carrousel 氧化溝的結(jié)構(gòu)：由圖2-1可見，Carrousel 氧化溝使用定向控制的曝氣和攪動裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被

35、攪動的混合液在氧化溝閉合渠道內(nèi)循環(huán)流動。因此氧化溝具有特殊的水力學(xué)流態(tài)，既有完全混合式反應(yīng)器的特點，又有推流式反應(yīng)器的特點，溝內(nèi)存在明顯的溶解氧濃度梯度。氧化溝斷面為矩形或梯形，平面形狀多為橢圓形，溝內(nèi)水深一般為2.54.5，寬深比為2:1，亦有水深達7m的，溝中水流平均速度為0.3m/s。氧化溝曝氣混合設(shè)備有表面曝氣機、曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤、射流曝氣器、導(dǎo)管式曝氣器和提升管式曝氣機等，近年來配合使用的還有水下推動器。 圖 2.1 Carrousel 氧化溝平面結(jié)構(gòu)圖c) Carrousel 氧化溝處理污水的原理 最初的普通Carrousel 氧化溝的工藝中污水直接與回流污泥一起進入氧化溝系統(tǒng)。表面

36、曝氣機使混合液中溶解氧DO的濃度增加到大約23mg/L。在這種充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來去除BOD；同時，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)（平均流速0.3m/s）。微生物的氧化過程消耗了水中溶解氧，直到DO值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經(jīng)過缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中，BOD降解是一個連續(xù)過程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在同一池中。由于結(jié)構(gòu)的限制，這種氧化溝雖然可以有效的去除BOD，但除磷脫氮的能力有限。92.3 工藝流程的確定

37、 工藝流程工藝流程草圖如圖 2.2 圖2.2 氧化溝處理工藝流程圖 污水處理部分.1 格柵 本污水處理廠設(shè)置粗、細兩道格柵。格柵的主要作用是將污水中的大塊污物攔截，以免其對后續(xù)處理單元的機泵或工藝管線造成損害。按柵條的種類可分為直棒式柵條格柵、弧形格柵、輻射式格柵、轉(zhuǎn)筒式格柵和活動?xùn)艞l式格柵。由于直棒式格柵運行可靠，布局簡潔，易于安裝維護，本工藝選用直棒式格柵。 格柵與水泵房的設(shè)置方式。 圖2.3 格柵與泵房設(shè)置方式圖.2 沉砂池 沉砂池的形式，按池內(nèi)水流方向的不同，可分為平流式、豎流式和旋流式三種；按池型可分為平流式沉砂池、豎流式沉砂池、曝氣沉砂池和旋流沉砂池。平流式沉砂池是常用的形式，污水

38、在池內(nèi)沿水平方向流動，具有構(gòu)造簡單、截留物及顆粒效果較好的優(yōu)點。豎流式沉砂池是污水自下而上由中心管進入池內(nèi)，無機物顆粒藉重力沉于池底，處理效果一般較差。曝氣沉砂池是在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進，從而產(chǎn)生與主流垂直的橫向恒速環(huán)流。曝氣沉砂池的優(yōu)點是，通過調(diào)節(jié)曝氣量，可以控制污水旋流的速度，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量變化的影響較小。10權(quán)衡比較之后，考慮到擬建污水處理廠的水質(zhì)特點，從實際處理效率和經(jīng)濟運行成本出發(fā)，決定采用平流式沉沙池。.3 氧化溝 主要比較已經(jīng)在前面敘述，采用Carrousel 氧化溝。.4 沉淀池a) 平流式沉淀池由流入裝置、流出裝置、沉淀區(qū)、緩沖層、污泥區(qū)及排泥裝置等

39、組成； 流入裝置由配水槽、擋流板組成，流出裝置由流出槽與擋板組成，緩沖層的作用時避免已沉污泥被水流攪起以及緩解沖擊負荷，污泥區(qū)起貯存、濃縮和排泥作用，排泥方式有靜水壓力法、機械排泥法。b) 輻流式沉淀池池型呈圓形或正方形，直徑（或邊長）一般為6-60m，最大可達100m，池周水深1.5-3.0m，用機械排泥，池底坡度不宜小于0.05。可用作初沉池或二沉池。c) 豎流沉式淀池池型可用圓形或正方形。為了池內(nèi)水流分布均勻，池徑不宜太大，一般采用4-7m。沉淀區(qū)呈柱形，污泥斗呈截頭倒錐體。11平流沉淀池沉淀效果好，建造投資小，適用范圍廣，故采用之。 污泥處理部分 a) 污泥的處理要求 污泥生物處理過程

40、中將產(chǎn)生大量的生物污泥，有機物含量較高且不穩(wěn)定，易腐化，并含有寄生蟲卵，若不妥善處理和處置，將造成二次污染。 污泥處理要求如下： 減少有機物，使污泥穩(wěn)定化 減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費用 減少污泥中有毒物質(zhì)b) 常用污泥處理的工藝流程 ：圖2.4 污泥處理流程圖城市污水處理廠所產(chǎn)生的污泥約為處理的水的體積的0.5%-1.0%左右。這些污泥一般富含有機物、病菌等，若不加處理隨意堆放，將對周圍環(huán)境造成新的污染。在幾種常用的工藝中，b法僅對污泥做脫水處理，方法過于簡單，不能起到污泥穩(wěn)定的作用，其中的微生物也不能殺滅。c法則設(shè)備投資和運行費用過于昂貴，目前僅用于工業(yè)污泥和垃圾的處理。d法直接作用于

41、農(nóng)田，對重金屬的含量要求十分嚴(yán)格，該污水處理廠同時處理生活污水和工業(yè)廢水，其中工業(yè)廢水中將不可避免的含有較多量的重金屬。因此，經(jīng)過幾種工藝的比較，我們選用a法，污泥首先進入濃縮池，然后進入消化池，去除其中的大部分揮發(fā)性固體，然后經(jīng)由帶式壓濾機脫水，最后運出廠外集中處置。12其中污泥濃縮，脫水有兩種方式選擇，污泥含水率均能達到80%，方案如下： （1） 方案一:污泥機械濃縮、機械脫水 （2） 方案二:污泥重力濃縮、機械脫水 項目方案一方案二主要構(gòu)筑物污泥貯泥池濃縮、脫水機房污泥濃縮池脫水機房主要設(shè)備濃縮池刮泥機濃縮池刮泥機脫水機占地面積小大絮凝劑總用量3.0-4.0kg/ Ds4.0kg/T D

42、S對環(huán)境的影響小大總土建費用小大總設(shè)備費用一般稍大表2.1 兩種污泥濃縮方法比較由表2.1可見方案一優(yōu)于方案二，因此本工程污泥處理工藝選用污泥機械濃縮，機械脫水。2.4 物料衡算表2.2 物料衡算表 ( 單位：mg/l )BOD5CODCrNH3-NSS進水出水去除率進水出水去除率進水出水去除率進水出水去除率粗格柵2382255.46%細格柵2252106.67%平流沉砂池1901805.26%3803702.63%49474.08%21012042.86%卡式氧化溝1802088.89%3704089.19%471078.72%1202083.33%二沉池20145.00%40385.00%

43、109.55.00%20195.00%第三章 污水處理系統(tǒng)設(shè)計流量： 平均流量：Qa=100000m/d=4166.67m/h=1.16 m/s總變化系數(shù)： 式中：Qa平均流量，L/S 。設(shè)計流量Qmax：Qmax= KzQa=1.24100000 =124000 m/d =5166.67 m/h =1.44m/s3.1 粗格柵 設(shè)計說明：柵條的斷面主要根據(jù)過柵流速確定，過柵流速一般為0.61.0m/s，槽內(nèi)流速0.5m/s左右。如果流速過大，不僅過柵水頭損失增加，還可能將已截留在柵上的柵渣沖過格柵，如果流速過小，柵槽內(nèi)將發(fā)生沉淀。此外，在選擇格柵斷面尺寸時，應(yīng)注意設(shè)計過流能力只為格柵生產(chǎn)廠商

44、提供的最大過流能力的80%，以留有余地。 如前面所述，選用三座平面矩形格柵并聯(lián)使用。圖3.1 格柵示意圖 格柵的間隙數(shù)量取過柵流速0.9m/s,格柵傾角=60,柵條間距b=40mm,柵前水深0.8m取n=16式中：qmax-單格格柵最大設(shè)計流量，m3/s；-格柵傾角，60；b-柵條間隙.m；h-柵前水深,m；v-污水流經(jīng)格柵的速度,m/s。 格柵的建筑總寬度B設(shè)計采用圓鋼為柵條，柵條寬度S取0.01m格柵總寬度進水渠道漸寬部分的長度(l1)：設(shè)進水渠寬b1.2m 其漸寬部分展開角度20式中：B為格柵總寬度,m； b1為進水渠寬,m； 為漸寬部分展開角度,20。柵槽與出水渠道連接處的漸窄部份長度

45、(l2)： 過柵水頭損失柵條斷面形狀為圓形 式中：-阻力系數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關(guān)，圓形取1.79； k-格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般取3。 柵后槽的總高度式中: h2-柵前渠道超高，取0.3米 格柵的總建筑長度式中:進水渠道漸寬部位長度，m； 格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長度，m； 過柵水頭損失，m；進水渠漸寬部分展開角，20。3.1.6 每日柵渣量的計算工程格柵間隙為40mm，取W1=0.02m3/103m3式中：KZ生活污水流量總變化系數(shù)。因為每日柵渣量0.2m3，宜采用機械清渣3.1.7 清渣設(shè)備 （1）亞太環(huán)保公司的FH型旋轉(zhuǎn)式格柵除污機，2臺，N=1.5KW。（2

46、）SY型柵渣壓榨機，2臺,功率1.5KW。 3.1.8 構(gòu)筑物大小 4.00 m（長）0.79 m（寬）1.13 m（高）3.2 污水提升泵房 （1）設(shè)計流量Qmax=5166.67m3/h， 表3.1 選擇350QZ -50型軸流式潛水電泵型號揚程/m流量/(m3/h)功率/kw350QZ-509.0117780所需泵臺數(shù)考慮到經(jīng)濟實用性，擬采用7臺350QZ -100型軸流式潛水電泵作為污水提升裝置，5用2備。為了避免設(shè)備24小時運轉(zhuǎn)，平時7臺水泵替換使用，可有效延長設(shè)備使用壽命，同時，在某臺水泵出現(xiàn)故障時，可啟用備用水泵，實現(xiàn)污水處理廠的不間斷持續(xù)運轉(zhuǎn)。(2)集水池設(shè)計集水池容積采用相當(dāng)

47、于一臺泵的15min流量:取有效水深h4.5m ，則集水池面積(3)泵房平面尺寸據(jù)所選泵型，每臺泵寬0.30m，取機器間隔為1.0m，則L0.30*7+1.0*810.10m則BA/L60.50/10.105.99m 取6.00m泵房平面尺寸即為：L*B10.10*6.00 m2(4) 選擇LDA型電動單梁起重機，整機與CD1型、MD1型電動葫蘆配套使用，其起重量為1t-10t?？缍葹?.5-22.5m，工作級別為A3-A5，工作環(huán)境溫度為-25oC40 oC。據(jù)安裝尺寸，設(shè)計泵房高H9.3m 。3.3 細格柵擬建3座細格柵。 設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量Qmax=1.44m3/s，柵前水深1.0m，過柵

48、流速v=0.9m/s柵條間隙b=10mm，柵前長度L1=1.0m，柵后長度L2=1.0m格柵傾角a=60，柵條寬度S=10mm，柵前渠超高h2=0.5m 設(shè)計計算圖3.1 細格柵計算示意圖（1）柵條的間隙數(shù)取n=50個（2）格柵的建筑寬度取s= 0.01m取b=1m（3）通過柵頭的水頭損失設(shè)格柵斷面為銳邊矩形斷面式中：-阻力系數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關(guān)，圓形取2.42； k-格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般取3。（4）柵后槽總高度（5）柵前渠道深（6）柵槽總長度（7）每日柵渣量式中：W1為柵渣量，對于城市污水，柵條間距b=10mm時，取W1=0.06m3/103m3 攔截污物量大于0.2

49、m3/d時，宜采用機械清柵。 （8）構(gòu)筑物大小 2.87 m（長）0.99 m（寬）1.76 m（高） 清渣設(shè)備（1）JT-10型格柵除污機，3臺，電機功率2.2KW。 （2）SY型柵渣壓榨機，3臺,功率1.5KW。3.4 沉砂池 設(shè)計數(shù)據(jù) （1）最大流速為0.3m/s，最小流速為0.15m/s 。（2）最大流量時停留時間不小于30s，一般采用3060s 。（3）有效水深應(yīng)不大于1.2m，一般采用0.251m，每格寬度不宜小于0.6m 。（4）進水頭部應(yīng)采取效能和整流措施。（5）池底坡度一般為0.010.02，當(dāng)設(shè)置除砂設(shè)備時，可根據(jù)設(shè)備要求考慮池底形狀。 具體計算設(shè)計2個沉砂池平行處理（1）

50、沉砂池長度取v=0.25m/s，t=30s L=vt=0.2530=7.5m2）水流斷面（3）池總寬度有效水深取1m,單池寬b為 設(shè)n=2B=nb=22.88=5.76m（4）貯砂斗所需容積取排砂時間間隔為2天，城市污水沉砂量為30m/10m單個沉砂池所需貯砂斗容積式中：X-城市污水的沉沙量，一般采用30m/10m（污水）T-排砂時間間隔，dKZ-生活污水流量的總變化系數(shù)貯砂斗所需總?cè)莘e（5）每個貯砂斗容積設(shè)每個沉砂池設(shè)有兩個貯砂斗（6）貯砂斗各部分尺寸 設(shè)斗底寬b1=1.4m，斗壁與水平面的傾角為60，斗高貯砂斗上口寬：貯砂斗容積：貯砂室高度：假設(shè)采用重力排砂，設(shè)池底坡度為0.06，坡度坡向

51、砂斗 貯砂室高度池總高度：設(shè)超高h=0.4m核算最小流速vmin符合要求式中：設(shè)計最小流量，m/s；最小流量時工作的沉沙池數(shù)目，取；最小流量時沉沙池中的水流斷面面積，m2。3.4.3 草圖圖3.2 沉砂池草圖 砂水分離裝置 LSF型螺旋砂水分離器(2套)，N=0.37kw 構(gòu)筑物大小7.5(長)2.88(寬)2.19(高)m3.5 均質(zhì)池在沉砂池后設(shè)2個均質(zhì)池，用以調(diào)節(jié)進水的成分及條件。3.5.1設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量水力停留時間：t=1h3.5.2設(shè)計計算：(1)總流量(2)有效容積(3)池面積 取有效水深h=4.0m(4)池平面尺寸 設(shè)均質(zhì)池為矩形，每個池寬取25m，長L為 取L=26m(5)

52、池總高度 取超高 (6)溢流堰 位于池子出水端1m處，設(shè)置一堵溢流墻，墻上設(shè)有坡度，減小水頭損失。(7)進出水管進水采用鑄鐵管，承接沉砂池明渠建設(shè)，可達到調(diào)節(jié)出水水質(zhì)的目的。出水采用鑄鐵管連接氧化溝溝體建設(shè)。3.6 氧化溝 Carrousel氧化溝設(shè)計流量100k，設(shè)計為五組氧化溝。為了使氧化溝在任一組發(fā)生故障時還能正常工作，每組設(shè)計流量3.6.1 原始設(shè)計參數(shù)Q=100km3/d（共設(shè)5組，每組設(shè)計流量）；進水水質(zhì) 出水水質(zhì)； ； ； ； ；。 。3.6.2 選取設(shè)計參數(shù)污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.6；內(nèi)源代謝系數(shù)；假設(shè)可生物降解的VSS比例；設(shè)混合液中70%為揮發(fā)性的；選擇總MLSS濃度為4000

53、mg/L；曝氣器采用立式低速表曝機；反應(yīng)池中溶解氧濃度C=2.0mg/L；，；脫氮溫度修正系數(shù)。3.6.3 去除BOD5的設(shè)計計算（1）計算污泥齡（2）計算出水和去除率假設(shè)出水SS=20mg/L,vss/ss=0.7,則VSS的BOD5所以總出水BOD5達到排放標(biāo)準(zhǔn)。（3）計算好養(yǎng)區(qū)容積(V)取MLSS=4000mg/L,則（4）校核水力停留時間和污泥負荷水力停留時間符合要求（一般取10h-40h）污泥負荷符合要求（溫帶?。?）計算剩余污泥量 每天產(chǎn)生的剩余污泥按下式計算如果沉淀部分污泥濃度為1%，則每天排泥（6）校核VSS產(chǎn)率計算的產(chǎn)率比其取的Y值小，這是由于進水不完全是溶解性。（7）復(fù)核可生物降解VSS比例（）其中，代入求得如果值與最初的假設(shè)值相差較大，（1）-（6）需要重新計算。3.6.4 脫氮的設(shè)計計算假設(shè)非氨態(tài)氮中沒有硝酸鹽的存在形式，而是大分子中的化合態(tài)氮，其在生物氧化過程中需要經(jīng)過氨態(tài)氮這一形態(tài)，所以（1） 需要去除的氮量為：（2） 設(shè)反硝化池水溫為，則反硝化速率為：（3） 缺氧區(qū)（反硝化區(qū)）容積計算：脫氮水力停留時間3.6.5 氧化溝總體積及總水力停留時